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小型泵站设计

水利家园2020-08-03 16:59:42

设计原则


1

总体布置应合理。排灌结合或自排、自引与提水相结合的泵站以及闸站结合的泵站,在布置上应力求紧凑,充分利用建筑物进行调节。

2

泵型的选择。一是应力求使泵站设计扬程与水泵额定扬程相一致,且满足灌溉与排水流量的要求。二是要充分考虑泵站的用途和工作性质,运行时间较长的灌溉泵站应选择高效区范围宽, 且效率高、汽蚀性能好的泵型;排涝为主的泵站则应选择工作性能可靠、结构简单的泵型。

3

工程布置,应尽量采用正向进水,确保每台机组的进水条件良好,流态均匀。当采用侧向进水时,应尽量延长侧向进水口与水泵的距离,并采取一定的导流措施。

4

出水池的设计,应尽量避免急弯而引起水流撞击、壅高。压力水箱的设计应避免各出水管道水流的相互冲击而增加能量损耗。

5

应尽量采用当地可利用的建筑材料。设计应保证施工简单、方便,且工程投资较少。


设计步骤


01

资料搜集

02

机泵选型

03

枢纽布置

04

站身布置

05

辅助设备的布置

06

进水建筑物设计

07

出水建筑物设计

08

绘制机房平面和剖面草图

09

机房整体稳定及地基应力校核

10

结构设计

11

辅助设备的设计和选型配套

12

电气设计



主要设计参数的确定



1、 设计流量

灌溉泵站设计流量: 应根据灌水定额、 设计灌水率、 灌溉面积、 作物需水量、 渠系水利用系数, 灌区内调蓄容积等条件进行综合分析计算确定。


 排水泵站设计流量: 应根据排涝标准、 排涝方式、 排涝面积及调蓄容积等条件综合分析计算确定。


农村饮灌结合泵站设计流量: 应根据灌溉期间的设计流量和供水对象的用水量标准等综合分析计算确定。


工业及城镇供水泵站设计流量: 应根据企业生产用水量和城镇供水人口的用水量标准及规模综合分析计算确定。


排污泵站设计流量: 应根据企业生产污水排放量和城镇人口生活污水的排放量, 按照实际处理能力, 计算确定。


2、 特征水位



3、 泵站特征扬程

(1) 设计扬程: 应按泵站进、 出水池设计水位差, 并计入水力损失。 在设计扬程下, 应满足泵站设计流量的要求。 也可按最高、 最低扬程的算术平均值或使用频率最高的扬程确定设计扬程。

(2) 平均扬程: 按下式计算加权平均净扬程, 并计入水力损失;或按泵站进、出水池平均水位差, 并计入水力损失。 在平均扬程下, 水泵应在高效区工作。

(3) 最高扬程: 应按泵站出水池最高运行水位( 明管出流时, 以出水管出口中心线)与进水池最低水位之差, 并计入水力损失。

(4) 最低扬程: 应按泵站进水池最高运行水位与出水池最低水位( 明管出流时, 以出水管出口中心线) 之差, 并计入水力损失。





泵站工程布置


 1、 总体布置

• (1) 泵站的总体布置, 应根据所选站址的地形、 地质、 水源、 泥沙、 供电、环境和交通( 道路) 条件, 结合整个泵站水利枢纽或供电、 灌溉、 排水系统布局, 综合利用要求, 机组型式综合确定。 泵站站址选择要求如下:

a)丘陵、 山区泵站站址宜选择在有利于工程布置的地点;

 b)泵站站址宜选择在岩土坚实、 抗震性强、 抗渗性能良好的天然地基上;

 c)不同类型泵站站址选择, 应符合GB/T 50265-2010中4.2条的有关规定。

• (2) 泵站的总体布置, 应做到布局合理、 技术可行、 有利施工、 安全运行、方便管理、 经济实用、 美观协调, 并应符合GB/T 50265-2010中5.1.2~5.1.10中的有关规定。


2、 布置型式

• (1) 由河流取水的灌溉泵站, 当河道岸边坡度较缓时, 宜采用引水式布置, 并应在引渠渠首设进水闸( 含拦污设施) ;当河道岸边坡度较陡时, 宜采用岸边式布置, 其进水建筑物前缘宜与岸边齐平或稍向水源凸出。

• (2) 由渠道取水的灌溉泵站, 采用引水式或岸边式布置。

由湖泊取水的灌溉泵站, 根据湖泊岸边地形、 水位变化幅度等, 采用引水式或岸边式布置。

• (3) 由水库取水的灌溉泵站, 根据水库岸边地形、 水位变化幅度及农作物对水温要求等, 采用缆车式、 漂浮式或潜没式泵房布置。

• (4) 由河流、 湖泊取水的灌溉泵站, 根据岸边地形、 水位变化幅度, 采用缆车式、 漂浮式或潜没式泵房布置。

• (5) 由河流、 渠道、 湖泊、 水库取水的灌溉泵站, 根据岸边地形、 水位变化幅度, 优先采用潜水泵站布置型式。

排水泵站、 灌排结合泵站的布置型式应符合GB/T 50265—2010中的5.2.2~5.2.10的有关规定。


泵房设计



1、 泵房结构类型

泵房结构类型一般按照泵站等级确定。 

• 小(1) 型泵站, 主要推荐分基型、 干室型、 湿室型泵房结构类型。 

• 小(2) 型泵站, 主要推荐分基型泵房结构。

• 潜水泵站和水轮泵站, 可不建泵房, 推荐使用户外控制设施。

• 移动式泵房可分为泵船和泵车两种形式。

• 泵站结构形式的确定, 主要根据主机组结构性能, 水源水位变幅、地基条件及枢纽布置, 通过技术经济比较, 择优选定。


• 离心泵或混流泵站( 一般为卧式) :在最高水位不超过水泵安装高度时, 一般采用分基型泵房。 进水侧多为浆砌块石护坡或直立式翼墙,后者可建成单独的进水池, 进水条件较好, 且进水管路较短。 在进水位变幅超过水泵吸程或为了起动方便, 离心泵站也可以采用半落井和全落井的干室型泵房。


• 轴流泵站( 一般为立式) :多为湿室型泵房, 一般采用墩墙式结构,每台泵有单独的进水池。也有一些站采用框架式结构, 一般多为预制构件, 施工进度较快。


• 对一些基础较差的地区也可以考虑采用桩基结构, 机房直接建于钢筋混凝土桩上。 这种结构型式一般仅适用于机组较少的小型泵站。


2、 泵房布置

应根据泵站的总体布置要求和站址地质条件, 机电设备型号和参数,进、 出水流道( 或管道) , 电源进线方向等因素确定。 泵房布置应符合以下要求:

• (1) 满足水泵机组布置、 安装、 运行和检修的要求;

• (2) 满足电气设备结构尺寸和安全使用的要求;

• (3) 满足泵房内通风和照明要求, 并符合排水、 防潮、 防火、 防盗、 防噪声( 振动) 等技术规定;

• (4) 满足内外交通运输以及有利于泵房施工的要求;

• (5) 注意建筑造型, 做到布置合理、 经济实用。


3、泵房面积和高度

(1)泵房面积

• 按泵站规模,泵房面积可参考下表确定:

(2)泵房高度

• 按泵站规模分,泵房高度可参考下表确定:

 泵房起吊设备应根据机组安装方式、机组台数、起吊重量确定。



泵站水泵机组选型


1、 离心泵选型

• ( 1) 应满足泵站设计流量和设计扬程的要求, 并应考虑一定裕量;

• ( 2) 在各特征扬程情况下, 水泵应始终保持在高效区运行;

• ( 3) 在最高和最低扬程范围内, 水泵都应能安全、 稳定运行;

• ( 4) 在多泥沙水源取水时, 应计入泥沙含量、 粒径对水泵性能的影响, 水泵叶轮及过流部件应考虑耐磨蚀措施;

• ( 5) 所选水泵的效率应符合《 离心泵 效率》 GB 13007的规定, 汽蚀( 空化) 余量应符合《 离心泵、 混流泵和轴流泵 汽蚀余量》 GB13006的规定。

2、 轴流泵、 混流泵选型

• ( 1) 机组台数、 卧式水泵的安装高程、 运行方式( 串联、 并联、 串并联、 并串联) 、 性能调节等, 应符合GB/T 50265-2010中9.1节的规定。

• ( 2) 应根据泵站装机功率、 水源条件( 水源种类、 水量) 、 机组台数、 引水方式等条件, 选用适合的水泵类型, 并应考虑一定裕量。

3、 水轮泵的选型 

应符合《 水轮泵的型式与基本参数》 GB/T6490.3的规定。

4、 电动机:

应根据水泵额定点的轴功率选型确定。


泵站进出水管道

 1、管材的选择

• 泵站进出水管道应根据实际设计承压能力及地形状况,选用HDPE管、钢管、铸铁管或相应的其它管材。

2、管径的确定

• (1)管径根据设计确定,当泵站设计流量为已知,则压力管径可按照下式进行初步计算:

• (2)根据计算管径,选用国家(行业)规定的标准管径。




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